Resíduos de junco transformados em material enriquecido com cobre para remoção de corantes de águas residuais

Atividades industriais como a fabricação de têxteis, produção de papel, processamento de couro e processamento de alimentos podem gerar águas residuais contendo corantes sintéticos. Estudante e bolsista do MEXT, e professores Michiaki Matsumoto e Yoshiro Tahara do Departamento de Química Aplicada da Escola de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia da universidade.

Compartilhando a motivação para o estudo, Ali diz: “Um número alarmante de 20% das águas residuais têxteis tóxicas e recalcitrantes são descartadas sem tratamento, causando graves danos à vida aquática e à saúde humana. O nitrato de cobre (II) tri-hidratado e o hidróxido de potássio (KOH) facilitaram o crescimento in situ de nanopartículas de cobre de valência zero (Cu 0) dentro de uma estrutura mesoporosa.

Através da copirólise de etapa única, a equipe utilizou os próprios gases redutores voláteis in-situ da biomassa (CO e H 2) para reduzir os precursores de cobre. Ao contrário do BAC não modificado, que formava uma estrutura amorfa e altamente porosa, o compósito ZVCu@BAC exibiu uma arquitetura mesoporosa, com elevada área superficial de 984, 5 m 2 /g e volume total de poros de 0, 615 cm³/g.

Estruturas de Cu 0 em forma de agulha foram distribuídas uniformemente e firmemente ancoradas à matriz de carbono sem aglomeração. Com uma interface anfotérica (pH pzc ≈9, 0), o compósito ZVCu@BAC obteve remoção de amplo espectro de corantes catiônicos (MB, q m = 62, 31 mg/g) e aniônicos (MO, q m = 56, 37 mg/g.

Avaliações termodinâmicas mostraram que os processos de adsorção foram altamente espontâneos (ΔG ∘ ∘ 0 locais. A caracterização adicional mostrou que o compósito reteve 90, 6% de eficiência de remoção de MB e 88, 0% de eficiência de remoção de MO após seis ciclos de regeneração usando um eluente 0, 1 M KOH/acetona.

Juntamente com um custo de produção estimado em cerca de ¥ 1.800 por quilograma, os resultados sugerem que o compósito ZVCu@BAC derivado do bullrush pode ser uma opção econômica, sustentável e escalonável para o tratamento de águas residuais industriais.

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